[08-2014] Технические решения для скоростных участков

[Admin]

Технические решения для скоростных участков

Ключевые слова: объекты инфраструктуры, стрелочные переводы, внешние и внутренние замыкатели, скоростные и высокоскоростные участки дорог

На скоростных и высокоскоростных участках дорог к объектам инфраструктуры предъявляются более высокие требования по обеспечению эксплуатационных показателей (к примеру, плавности хода подвижного состава) и безопасности движения. Им должны соответствовать все объекты инфраструктуры, в том числе и стрелочные переводы.

Е.Ю. МИНАКОВ, главный инженер проекта РОАТ МГУПС (МИИТ)
Д.Е. МИНАКОВ, ведущий инженер Юго-Восточной дирекции инфраструктуры. А.Е. КУЛЕШОВ, ведущий специалист ГТСС

В отличие от типовых технических решений для скоростных линий со скоростью движения до 200 км/ч проектом ПТКБ ЦП 2726 на остряках и подвижном сердечнике крестовины (ПСК) стрелочного перевода дополнительно предусматривается установка комплектов внешних замыкателей типов ВЗ-7 и ВЗК-2 соответственно.

На высокоскоростных линиях с разрешенной скоростью движения до 300 км/ч в соответствии с проектом ПТКБ ЦП 2956 устанавливаются четыре комплекта переводных и замыкающих устройств: по два на остряках и подвижных сердечниках крестовин с непрерывной поверхностью катания (НПК).

Рассмотрим принцип работы запирающего механизма (внутреннего замыкателя) шибера стрелочного электропривода типа ВСП-150Н(К), в основу конструкции которого положен трехэлементный кулачковый механизм с дублированием каналов замыкания. На рис. 1, а показано расположение элементов внутри электропривода в одном из крайних положений стрелки. При подаче напряжения на электродвигатель ротор начинает вращение, которое передается на толкатель 1 механизма замыкания шибера. Толкатель начинает свое движение вдоль шибера вправо (фаза А) внутри рамы 2, закрепленной в механизме запирания шибера с помощью полуколец 3.

Продвинувшись на достаточное расстояние, он размыкает левый комплект кулачков 4, которые шарнирно крепятся в раме (фаза Б). Это позволяет перейти к процессу перевода стрелки (рис. 1, б), когда толкатель, кулачки и рама свободно передвигаются вдоль упоров 5, жестко скрепленных с корпусом электропривода (фаза В).

По окончании перевода остряков или подвижного сердечника крестовины вслед за замыканием соответствующих внешних замыкателей (фаза Г) замыкаются внутренние замыкатели (фаза Д) электропривода - правый комплект кулачков 6 (рис. 1, в). Процесс перевода стрелки в другое положение и запирания шибера идет аналогично.

Работа внешнего замыкателя происходит следующим образом.

В исходном положении (рис. 2, а) левый остряк замкнут левой кляммерой 1, находящейся на выступе фигурной планки 2, скрепленной шарнирно с рабочей
тягой. Правый остряк помимо соединительной тяги удерживается еще правой кляммерой 3, которая занимает свободное положение между основанием 4 и фигурной планкой (фаза А).

В начале движения шибера (рис. 2, б) выступ планки у правой кляммеры занимает позицию для перевода (фаза Б). Далее оба остряка размыкаются (рис. 2, в), что соответствует окончанию фазы Б. Левая кляммера перемещается во впадину фигурной планки, которая с помощью заклинивающего выступа начинает вести правую кляммеру. Это положение соответствует началу фазы В.

При подходе правого остряка к рамному рельсу (рис. 2, г) правая кляммера оказывается на границе замыкания, а левая - в вырезе фигурной планки -окончание фазы В.

По завершению процесса перевода правая кляммера (рис. 2, д) замыкает правый остряк (окончание фазы Г). Левый остряк занимает свободное положение между основанием и фигурной планкой и помимо соединительной тяги удерживается в таком положении еще и левой кляммерой. Далее идет процесс внутреннего замыкания шибера электропривода - фаза Д, отключения питания электродвигателя и получения контроля положения стрелки, что свидетельствует об окончании процесса перевода стрелки.

Представленное описание объясняет алгоритм (последовательность) работы стрелочного электропривода с внешними замыкателями в процессе перевода стрелки.

Главным условием нормальной работы стрелочного перевода, оборудованного четырьмя электроприводами с замыкателями, является синхронность движения всех точек переводного элемента в фазе В. В связи с тем, что подвижные элементы в процессе перевода в основном вращаются вокруг одной точки - корня остряка или сердечника крестовины, можно с достаточно высокой точностью

dw/dt = const (1)

где w - угол поворота остряка/сердечника крестовины;

t - время (аргумент дифференцирования угла поворота w).

На участке фазы В выполнение требований синхронизации согласно формуле! 1 технически можно реализовать путем подбора частоты вращения электродвигателя электроприводов и передаточным числом редуктора. Во всех остальных фазах следует добиваться одинаковой линейной скорости движения толкателя механизма замыкания шибера в каждом из двух электроприводов:

dL/dt = const (2)

где L - суммарная величина хода толкателя на участках фаз А, Б, Г и Д, во всех сечениях имеющая практически одинаковую величину.

Очевидно, что при одновременной подаче напряжения на электродвигатели при разных скоростях линейных перемещений толкатели каждого электропривода при размыкании внешних замыкателей к моменту завершения фаз Б или Г придут в разное время. Следовательно, движение двух точек одного подвижного элемента стрелочного перевода (остряка или сердечника крестовины) во время фазы В начнется в разное время, что недопустимо.

Для устранения этой проблемы в электроприводах типов ВСП-220Н(К) и ВСП-150Н(К) применены асинхронные электродвигатели с повышенным скольжением. Эти электродвигатели обладают «мягкой» внешней нагрузочной характеристикой, позволяющей автоматически менять частоту вращения при изменении нагрузки на роторе.

В настоящее время совместными усилиями специалистов ООО ЭТЗ «ГЭКСАР» и Ростовского государственного университета путей сообщения разработаны и поставлены на серийное производство стрелочные электродвигатели типа ЭМСУ, частота вращения которых может изменяться программным путем в зависимости от требуемых условий. Их увязка с представленным ранее алгоритмом работы электроприводов позволит более четко синхронизировать работу двух и более электроприводов на стрелке на всех этапах (фазах) перевода стрелки.

Стрелочные электроприводы, оборудованные этими электродвигателями и замыкающими устройствами, способны надежно замыкать и удерживать остряки и подвижный сердечник крестовины при значительном динамическом воздействии подвижного состава на скоростных и высокоскоростных участках дорог.

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Автоматика, связь, информатика".

Перенес: Admin